• fattore di trascrizione
• Ft312B-WRKY
• Ft32A-WAK
• ozono
• pioppo
• recettore di membrana
• risposta di difesa
• stress

L’ozono (O3) troposferico è uno dei componenti dello “smog fotochimico” con il più alto grado di fitotossicità: la maggior parte degli effetti negativi causati dagli inquinanti atmosferici gassosi (quali il deperimento delle foreste e la diminuzione della produttività di numerose specie coltivate), sono attribuibili principalmente ad una elevata concentrazione di ozono. Questi dati giustificano l’interesse nei confronti dell’azione dannosa di questo inquinante sugli organismi vegetali, ed in particolare sui meccanismi molecolari alla base della risposta a questo tipo di stress. L’esposizione ad elevate concentrazioni di ozono determina negli organismi vegetali una risposta che implica una serie di cambiamenti fisiologici e biochimici, evidenziabili già prima della comparsa dei sintomi morfologici, che sono il risultato di una modificazione qualitativa e quantitativa dell’espressione genica. L’O3 determina due tipi di risposte comunemente indicate come “acuta” e “cronica”, correlate alla sua concentrazione, al tempo di esposizione ed alla specie vegetale. L’esposizione acuta (dosi elevate di O3, 150-300 ppb, parti per miliardo, in volume, per periodi relativamente brevi, 4-6 ore) determina una reazione nella pianta che ricorda la risposta ipersensibile nell’interazione incompatibile pianta-patogeno, ed è caratterizzata dall’attivazione di una serie di eventi che possono essere considerati protettivi (risposta di difesa) ed una specifica morte cellulare programmata. La risposta di difesa è caratterizzata dalla sintesi delle poliammine, dall’induzione della via dei fenilpropanoidi e delle proteine pathogenesis-related (PR), e dall’attivazione dei sistemi antiossidanti. La risposta acuta è considerata un’eccellente strumento per lo studio della suscettibilità e della tolleranza all’O3 nelle specie modello, fondamentale per la selezione di genotipi tolleranti.
Al fine di analizzare la modificazione dell’espressione genica dopo l’esposizione ad una dose acuta di ozono (150 ppb per 5 ore) in due specie di pioppo caratterizzate da una diversa sensibilità all’inquinante (Populus deltoides x maximowiczii, clone Eridano, e Populus x euoramericana, clone I-214, rispettivamente sensibile e tollerante all’O3), uno studio trascrittomico è stato precedentemente condotto utilizzando l’ibridazione sottrattiva soppressiva (SSH). Mediante questa tecnica è stato possibile isolare diversi trascritti up-regolati dall’esposizione acuta all’O3, successivamente raggruppati in nove categorie funzionali. Un’analisi preliminare dell’espressione dei trascritti appartenenti alla categoria “trasduzione del segnale” ha indirizzato il nostro interesse nei confronti dei trascritti Ft32C-WAK e Ft312B-WRKY.
Le WAKs (WAK, wall associated kinase) sono recettori chinasici associati alla parete cellulare che appartengono alla famiglia dei recettori chinasici (RLK, receptor-like protein kinase) delle piante. Numerosi dati sperimentali confermano il coinvolgimento delle WAK nella risposta di difesa nei confronti sia di stress abiotici che biotici. I fattori di trascrizione WRKY sono una superfamiglia di fattori di trascrizione presenti solo nelle piante, implicati in numerosi processi fisiologici e in particolare sono coinvolti nel programma di difesa nei confronti degli stress. Questi fattori di trascrizione svolgono la loro azione regolatoria legandosi ad una specifica sequenza di DNA detta W-box.
Mediante RT-PCR Relativa è stato possibile analizzare l’andamento dell’espressione dei due geni ad intervalli temporali definiti durante e dopo il trattamento con l’O3, sia nel clone Eridano che nel clone I-214. I risultati emersi evidenziano nel clone tollerante un consistente aumento del trascritto di Ft32C-WAK dopo 2 ore di trattamento e parallelamente un aumento dell’espressione di Ft312B-WRKY. Nel clone Eridano l’attivazione di Ft312B-WRKY si verifica invece dopo 5 ore, ed è anche qui concomitante ad un aumento, anche se meno consistente, di Ft32C-WAK.
Questa evidenza ci ha portato ad ipotizzare una correlazione funzionale tra i prodotti dei due geni. Tale osservazione è supportata da dati in letteratura che testimoniano la presenza di W-box nella sequenza promotrice di numerosi membri appartenenti alla famiglia delle RLK. Al fine di verificare questa ipotesi è stata isolata e analizzata la sequenza promotrice del gene Ft32C-WAK nel clone tollerante.
Ulteriori analisi ci permetteranno di comprendere se l’attivazione di Ft32C-WAK durante la risposta di difesa allo stress da ozono nel clone tollerante è Ft312B-WRKY dipendente; inoltre l’isolamento della sequenza promotrice di WAK nel clone Eridano ci permetterà di chiarire come interagiscono i due trascritti nella risposta sensibile.